C#设计模式之1-工厂方法模式

工厂方法模式属于创建型模式,定义一个创建对象的接口,让其子类自己决定实例化哪一个工厂类,工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。

C#设计模式概述

工厂方法模式Factory Method Pattern

工厂方法模式属于创建型模式,定义一个创建对象的接口,让其子类自己决定实例化哪一个工厂类,工厂模式使其创建过程延迟到子类进行。

它提供了一种创建对象的最佳方式。在工厂模式中,我们在创建对象时不会对客户端暴露创建逻辑,仅仅是通过使用一个共同的接口来指向新创建的对象。

角色

1、抽象工厂(Creator)

是工厂方法模式的核心角色,任何在模式中创建的对象的工厂类必须实现这个接口;

2、具体工厂(Concrete Creator)

这是实现抽象工厂接口的具体工厂类,包含与应用程序密切相关的逻辑,并且受到应用程序调用以创建产品对象;

3、抽象产品(Product)

工厂方法模式所创建的对象的基类,也就是产品对象的共同父类或共同拥有的接口;

4、具体产品(Concrete Product)

这个角色实现了抽象产品角色所定义的接口。

示例

命名空间FactoryMethod中包含Logger日志基类,4个具体日志类,分别为TextLogger文本日志类、BinaryLogger二进制日志类、DatabaseLogger数据库日志类和CloudLogger云日志类。另外包含一个LoggerFactory工厂基类,它又包含4个对应的工厂实现类。本案例尝试以一个日志记录器来讲述工厂方法模式的运作机制。

namespace FactoryMethod
public abstract class Logger {

    public abstract void Log(string message);

}

抽象日志基类Logger。

public class TextLogger : Logger {
 
    public override void Log(string message) {
        Console.WriteLine($"INFO {DateTime.UtcNow.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}" +
            $" [{this.LoggerType()}] {message}");
    }
 
}

具体日志类,以文本形式记录日志。

public class BinaryLogger : Logger {
 
    public override void Log(string message) {
        Console.WriteLine($"INFO {DateTime.UtcNow.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}" +
            $" [{this.LoggerType()}] {message}");
    }
 
}

具体日志类,以二进制形式记录日志。

public class DatabaseLogger : Logger {
 
    public override void Log(string message) {
        Console.WriteLine($"INFO {DateTime.UtcNow.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}" +
            $" [{this.LoggerType()}] {message}");
    }
 
}

具体日志类,以数据库形式记录日志。

public class CloudLogger : Logger {
 
    public override void Log(string message) {
        Console.WriteLine($"INFO {DateTime.UtcNow.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss.fff")}" +
            $" [{this.LoggerType()}] {message}");
    }
 
}

具体日志类,以云服务器形式记录日志。

public abstract class LoggerFactory {

    public abstract Logger CreateLogger();

}

工厂基类,用于生产日志记录器。

public class TextFactory : LoggerFactory {

    public override Logger CreateLogger() {
        return new TextLogger();
    }

}
public class BinaryFactory : LoggerFactory {

    public override Logger CreateLogger() {
        return new BinaryLogger();
    }

}
public class DatabaseFactory : LoggerFactory {

    public override Logger CreateLogger() {
        return new DatabaseLogger();
    }

}
public class CloudFactory : LoggerFactory {

    public override Logger CreateLogger() {
        return new CloudLogger();
    }

}

4个具体工厂类,用于生成相应的日志记录器。

public static class Extentions {

    public static string LoggerType(this Logger logger) {
        return logger
            .ToString()
            .Replace(nameof(FactoryMethod) + ".", "")
            .Replace(nameof(Logger), "");
    }

}

定义了一个扩展,方便处理日志字符串。

public class Program {

    private static LoggerFactory _factory = null;
    private static Logger _logger = null;

    public static void Main(string[] args) {
        _factory = new TextFactory();
        CreateLogger();

        _factory = new BinaryFactory();
        CreateLogger();

        _factory = new DatabaseFactory();
        CreateLogger();

        _factory = new CloudFactory();
        CreateLogger();

        Console.ReadKey();
    }

    const string LOG_MESSAGE = "I logged a lot of {0} info!";

    private static void CreateLogger() {
        _logger = _factory.CreateLogger();
        _logger.Log(string.Format(LOG_MESSAGE, _logger.LoggerType()));
    }

}

以上是调用方的代码,首先需要维持日志和工厂基类,然后创建不同的日志记录器并记录日志内容。以下是这个案例的输出结果:

INFO 2018-07-20 06:17:02.871 [Text] I logged a lot of Text info!
INFO 2018-07-20 06:17:02.928 [Binary] I logged a lot of Binary info!
INFO 2018-07-20 06:17:02.932 [Database] I logged a lot of Database info!
INFO 2018-07-20 06:17:02.933 [Cloud] I logged a lot of Cloud info!

优点

1、一个调用者想创建一个对象,只要知道其名称就可以了;
2、扩展性高,如果想增加一个产品,只要扩展一个工厂类就可以;
3、屏蔽产品生成的具体实现,调用者只关心产品的接口。

缺点

1、每次增加一个产品时,都需要增加一个具体类和对象实现工厂,使得系统中类的个数成倍增加,在一定程度上增加了系统的复杂度,同时也增加了系统具体类的依赖;
2、一个具体工厂只能创建一种具体产品。

使用场景

1、当一个类不知道它所需要的对象的类时;
2、在工厂方法模式中,客户端不需要知道具体产品类的类名,只需要知道所对应的工厂即可;
3、当一个类希望通过其子类来指定创建对象时。

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评论列表(2条)

  • 八月
    八月 2020年07月25日 19:32

    讲解的很详细,细节也很容易让人懂,很好

    • 比特飞
      .Net中文网 2020年07月26日 11:30

      @八月谢谢支持。工厂方法是23种设计模式中最简单的一个,也是学习其它工厂模式的前提。